引擎要有决定性的马力表现，就是增加进排气的吞吐量，而能直接改变这个功能的机件，就是换装高角度凸轮轴；其角度的变化及相关正时的设定，便可完全改变引擎的输出特性。其间所关系的学问及技巧可说是相当重要！


性能提升之首要--提高进排气效率


坊间相当流行的进排气拋光，其实只是进排气歧管的头尾、与燃烧室的进排气道，这里做拋光研磨对于进排气效率虽有正面助益，但真正做得完整的不多，且效益程度还远不如更换一支凸轮轴！


     一般对于汽缸头改造的工程，莫过于加大节气门、进排气孔道研磨、燃烧室精细加工、换装大角度凸轮轴等，然而最有效直接的机件首推凸轮轴。因为凸轮轴直接负责进排气门的开启与关闭，也等于是控制吸入汽缸内气体的多寡；吸入的空气愈多，压缩爆炸的力量才会增加，马力及扭力的提升才能有明显增加。
    四行程引擎曲轴两圈等于 720 度，活塞依序做出“ 吸气、压缩、爆炸、排气 ”四个行程，此时凸轮轴经由曲轴带动启闭气门，负责控制这准确的动作，此现象称之为气门正时。

    而标准的气门正时动作是指：

        1.吸气行程活塞下行、进气门打开，

        2.压缩行程活塞上行、进排气门关闭，

        3.爆炸行程活塞下行、进排气门关闭，

        4.排气行程，活塞上行、排气门开启。

   因为新鲜空气要进入汽缸内，主要是依靠活塞下行之吸力，也由于空气的质量及阻力使然，当吸气行程从开启打开气门，到关闭气门的那一刻止，汽缸内所吸入之空气往往未能达到饱和。故因此工程师在设计凸轮开启角度时，便趋向早开及晚关的现象，才能让空气有较多的时间进入汽缸内。

气门重叠之状况--凸轮轴角度与扬程

    凸轮轴性能表现取决于角度及扬程，当了解以上凸轮轴的工作原理后，换装大角度凸轮轴便能增加吸气的时间、改变引擎性能。


    既然进排气门有着早开及晚关的角度，那么当排气行程结束后，紧接着又是吸气行程的开始；排气门晚关、进气门早开，造成了开启角度重复；此情景即学理上之「 气门重叠-Over Lap 」。气门重叠是因为早开、晚关设计所产生的机械现象，而此现象也让排气尚未关闭前，利用新鲜空气进入汽缸来驱离未完全排除的废气，此举也有效增加汽缸的肺活量。


    凸轮轴性能表现取决于角度及扬程，当了解以上凸轮轴的工作原理后，换装大角度凸轮轴便能增加吸气的时间、改变引擎性能。角度增加之凸轮轴，乃是增加 Cam 的作用角来增加气门开启的时间，除了作用角的加大外，增加凸轮的扬程( Lift )也能增加气门的伸程；气门能开得久且开得深，自然让能活塞吸入更多的空气、提高容积效率。


    而凸轮轴角度的计算方法，是指曲轴在 720 度的过程中，气门真正开启的相对角度；而扬程的计算则是将凸轮最高点的数值，减去基圆的部分，其数值即为Lift之数据。
街道用车慎选凸轮角度--VTEC动静皆宜

    S2000 的 F20C 引擎，虽只有两公升的排气量，但可以发挥出 250hp（ 美规 240hp ）的性能数据，不仅让号称双VANOS 的 E46 M3，其可输出 343hp 的 M54 引擎吃瘪，国内更有改装 F20C 涡轮增压打 1.3Bar 的成功案例。


一般市售车所配置的凸轮轴都属于角度较小的 Cam，其特性皆着重于低速扭力的输出，有稳定的怠速、低油耗和低空污排放，所以原厂车的 Cam 角度大致在 240 度上下。而所谓道路版的改装Cam，大约在 250 度至 270 度左右，其所谓道路版的 Cam，即是能维持基本的怠速状态，大约在 1000rpm 以下；如果大过 270 度时，将产生怠速不良、无法使用冷气的困扰。如果是自排车，将大大的降低起步的扭力及加速性！


     凸轮角度如果开始超过 280 度左右，即属所谓的 Hi-Cam，此种大 Cam 不仅角度大且Lift高；如此大的角度造成气门重叠角大增，低转速时漏气率高、怠速异常不稳，连带的也使煞车增压器 ( Air Tank ) 辅助力道减弱，原厂计算机所收取的数值完全移位。而前段转速无力，后劲却无穷的性能表现，大大地降低街道行驶的实用性，只能运用在竞技场合的展现。一般而言，改装如此大角度的 Cam 时，需搭配增加压缩比，或密齿比变速箱来改善低速之迟滞。


    如此说来有好的低速反应便无高马力输入，要求大马力输出的 Cam 通常低速反应就差，在「 角与熊掌 」不可兼得的情况下，令人束手无策。一直到 Honda 发明 VTEC( Valve Timing Electric Control )，其利用三个分离摇臂来驱动两个气门。当 VTEC 电磁阀未开启时，两侧之较小凸轮直接驱动气门，而中间凸轮且呈现空转现象，其升程只作在摇臂上，并未能实际驱动气门；当计算机根据引擎转速负荷车速、水温等数据，来判定 VTEC 开始动作时，计算机送出电压讯号至VTEC电磁阀，开启油压信道，油压使摇臂内之柱塞向右移动，迫使三个摇臂串连成一体。


如此一来，中央凸轮又大又高的角度与升程，开始作用中央摇臂，连带使气门受控于中央大Cam，此等创时代的设计粉碎了Cam的迷思，使得 Honda 引擎能有低油耗，且高马力的极端表现，1600cc 就能产生160至170匹马力，1800cc 则能创造出 180 匹到200匹的惊人实力！近年 Honda 又创新改良 i-VTEC 系统，不仅能切换高低 Cam，连整个凸轮轴的相位可经由计算机根据不同之时机，作精确之控制，可谓集科技之大成

如何对Cam才正确--特殊工具先备齐

   1.更换 Hi-Cam 数据取得为首要，精确调校最重要；在更换 Hi-Cam 之前一定要先取得 Cam 的基本角度资料。接着必须备齐分度规及百分表，有了这些工具才能真正测量 Cam 的作用角度，如果角度在按装上有误差需要调整，便需要可调式凸轮皮带盘 ( Ad.Cam Pulley )。正统的对 Cam 步骤是1.在曲轴皮带盘上锁七分度规，确定活塞上死点 0 度之位置；在测量上死量 0 度位置时，也需要注意活塞上死点之「 洛克位置 」要使用百分表，测定活塞不上下位移时、曲轴转动的角度再除以二，才是活塞真正的上死点位置。此位置测定好之后，锁上指示针，在分度规 0 度刻度。


   2. 在汽缸头选择位置，锁上固定座、架上百分表，联接百分表之长拉杆，施加预负荷于气门上盖或弹簧上盖。3 .顺引擎转动方向转动引擎，参造厂家所提供的早开、晚关资料( 例如下压 1mm，进气门早开26度、晚关 58 度 )，仔细观看百分表数值，当达到 1mm 时停止转动引擎，查看分度规的实测角度。如果超过或不足规定之角度，则松开 Ad.Cam.Pulley 之固定螺丝，转动曲轴来调整所需之角度，待锁紧 Cam Pulley 螺丝后再顺引擎旋转方向转动，再次确认Cam角度之正确性。如果是双凸轮轴引擎，此工作项目将依序再执行于另一根凸轮轴。

Cam与Cam Pulley--唇齿相依不可或缺

   此时值得一提的是，坊间有许多的改装 Cam，姑且不论其材质或作用范围的优劣，最基本的数据提供都无法达到，没有作用角度、起始与关闭角度，如何能断定 Cam 的按装正确性？更别再研究往后的精密调整！在此奉劝要着手改装 Hi-Cam 的车主或技师选择 Cam 品牌，请先了解早开、晚关之角度，以免无功而返。


   上述 Cam 角度的调整端靠 Ad.Cam.Pulley 之所赐。其实在不换 Cam 的情况下也有需要运用的场合，那就是为了提高压缩比，而削 Head 之后其曲轴与 Cam 之相对位置距离改变，正时皮带调紧之后，往往发生凸轮正时位置无法准确的对正。为了调回正确的正时角度，便需要可调 Cam Pulley 的帮助了。


N/A引擎改装Cam--不同于Turbo Cam
   以 NA 引擎而言，Hi-Cam 对于引擎马力及扭力的提升有很大的影响。然而一般人认为Turbo车换Cam，似乎没有那么的重要？其实原厂 Turbo 车在设定 Cam 的时候，为了尽量减低 Lag 现象，大致使用小角度且低 Lift 的 Cam，如果单纯的增加涡轮 Bar 数，而没有修正引擎汽缸内部的吞吐量，灌入汽缸的压缩空气依然会受到限制，排气端未能适时增加效率的话，Turbine 也得不到更强的驱动能力。所以 Turbo 车若想要获得爆炸性的马力输出，依然得藉助 Hi-Cam 的助力。


   N/A Cam 着重大角度、高扬程，但 Turbo Cam 却不能依样画葫芦，Turbo Cam角度之变化有一定之限制，其重点是不能有过大的 Over Lap，改变 Cam Lift 才是增加进排气力道的根本。而 Turbo 车改Cam能使马力很轻松的提升，连带也使得再加速力有明显的变化。


   最后谈到改装 Hi-Cam 时，除了要对好气门正时外，最好能搭配高压缩比的改良，如此吸排的容积效率才会更加充足，硬件装置的成功更需要软件的相辅相成。在供油的调校上往往在低转速要减少供油比例，到 Cam 真正作用区域，又要增加所需的供油，点火的调校反而因为前段的低真空，要提高点火角度来弥补汽缸的燃烧速度。而高转速也因为爆炸力的提升，点火时间要约略的延后，这是在更换Hi-Cam 后调校的基本概念，而如何真正达到完美之境界？或许要依靠较为精密，和昂贵的供油/点火可程序计算机吧？